حل تصنيعي دقيق وفعّال لأوعية الفرامل في المركبات التجارية

في نظام الفرامل للسيارات الخاصة، يعمل قرص الفرامل كمكون احتكاك رئيسي، وتُحدد موازية السطح المزدوجة، والانحراف الطرفي لوجه القرص، وخشونة سطح الاحتكاك بشكل مباشر سرعة استجابة الفرامل وسلامة القيادة (تتطلب المواصفة القياسية الوطنية GB/T 34872-2017 أن تكون موازية السطح المزدوجة لأقراص الفرامل ≤ 0.05 مم، والانحراف الطرفي ≤ 0.08 مم، وخشونة سطح الاحتكاك ≤ Ra1.2 ميكرومتر)؛ وإذا لم تكن دقة التشغيل مطابقة للمواصفات، فمن السهل أن يتسبب ذلك في ارتداء غير متساوٍ للفتحات، أو ضوضاء غير طبيعية عند الفرملة، وفي ظروف تشغيل قصوى قد يؤدي إلى زيادة في مسافة الفرملة تتجاوز 15%.
واجه مصنع محلي رائد لأنظمة فرامل السيارات الصالون عقبة في معالجة أقراص الفرامل: بالنسبة لأقراص الفرامل بقطر Φ 280-380 مم (المصنوعة من حديد زهر رمادي HT250، وحديد زهر مطيل FC250، بما في ذلك هيكل قناة التهوية)، تتطلب المعالجة التقليدية أربع عمليات: "خرطة أفقية قطع خشن من جانب واحد → قلب القطعة وقطع الخشنة من الجانب الآخر → تفريز قناة التهوية باستخدام ماكينة تفريز عمودية → حفر ثقب تحديد الموضع باستخدام ماكينة حفر ذراع رافعة"، وتصل دورة المعالجة لكل قطعة إلى 28 دقيقة؛ ونتيجة لتكرار عملية القلب والتثبيت، غالباً ما يتجاوز التوازي بين جانبي قرص الفرامل 0.09 مم، ويصل خطأ الهبوط الطرفي إلى 0.1-0.15 مم، مما يؤدي إلى معدل التصاق غير متساوٍ للكوابح بنسبة 18٪ أثناء التوقف؛ وفي الوقت نفسه، فإن الشوائب الناتجة عن القطع عالي السرعة للحديد الزهر الرمادي تميل إلى الالتصاق داخل قناة التهوية، مما يستدعي تنظيفاً يدوياً إضافياً بنسبة 12٪؛ علاوة على ذلك، فإن الأداة تتآكل بسرعة بسبب الاهتزازات، حيث لا تتجاوز عمر الشفرة الواحدة 60-80 قطعة، ويتعدى تكلفة أداة القرص الواحد 22 يواناً.

موقع استخدام العميل
لحل هذا المأزق، قدمت الشركة مخرطة CNC الرأسية Taiyun CNC CK525 وبناء نظام تصنيع حصري لأقراص الفرامل باستخدام تقنية "التشغيل المتزامن للعمودين + التثبيت مرة واحدة للعملية الكاملة". تعتمد المعدات هيكل سرير من الحديد الزهر عالي القوة (بسماكة جدار صب 70 مم)، وقد خضع لعلاج إزالة الإجهاد المزدوج بـ"التقديم الطبيعي لمدة 6 أشهر + الاهتزاز لمدة 48 ساعة". مقترنًا بهيكل طاولة انزلاقية متناظرة على شكل صندوق، تم تحسين توزيع الصلابة من خلال تحليل العناصر المحدودة. وتبلغ صلابة القطع الشعاعي 30 كيلو نيوتن/مم، ويمكنها تحمل مستقر لقوة القطع الشعاعية البالغة 14 كيلو نيوتن أثناء قطع الحديد الزهر الرمادي؛ ومجهزة بنظام التحكم العددي Fanuc 0i MF Plus ونظام تحكم مغلق بالكامل باستخدام مسطرة شبكة (بدقة 0.1 مايكرومتر)، مما يحقق دقة موضعية ± 0.008 مم ودقة تكرار ± 0.005 مم، لتتطابق بدقة مع متطلبات التحمل ± 0.03 مم للتوازي ثنائي الوجه لأقراص الفرامل. استجابة لمتطلبات المعالجة الثنائية لأقراص الفرامل، تم تزويد المعدات بعمودين وبرج أداة ثنائي الاتجاه، وبمحور رئيسي عالي الأداء (سرعة المحور 100-1000 دورة في الدقيقة)، ونظام تبريد خارجي عالي الضغط (ضغط التبريد 1.0 ميجا باسكال، معدل التدفق 30 لتر/دقيقة) وآلة إزالة الرقاقات المغناطيسية (كفاءة إزالة الرقاقات ≥ 60 لتر/ساعة)، مما يكبح بشكل فعال تراكم الرقاقات وأورام الأدوات. وفي الوقت نفسه، تم اختيار أدوات قطع من سبائك الكاربايد المطلية بطبقة AlTiN (محتوى WC Co 94%، والصلابة HRA93) لتحسين مقاومة ارتداء القطع.
من حيث الابتكار التكنولوجي، حقق المعدات تقدماً مزدوجاً في معالجة أقراص الفرامل من خلال "دمج العمليات + التحكم المتزامن ثنائي الوجه في الشكل": حيث تم دمج قابض ثلاثي الأطراف بقطر 21 بوصة (بقوة قفل تبلغ 75 كيلو نيوتن، ومناسب لأقراص الفرامل ذات القطر Φ 500-700 مم)، وحامل أداة خدمية مكوّن من 8 محطات مع أدوات قطع (بزمن تغيير أداة يبلغ 1.4 ثانية)، إضافة إلى حامل أداة متخصص لتشكيل الأخاديد التهوية. ويمكن للمعدات إتمام عمليات الخراطة على الوجهين لأقراص الفرامل (مسطحية سطح الاحتكاك ≤ 0.04 مم)، والخراطة الدقيقة للدائرة الخارجية (التسامح IT7)، وطحن الأخاديد التهوية (تسامح عرض الأخاديد ± 0.1 مم، وتسامح العمق ± 0.05 مم)، وحفر 4-5 فتحات تحديد الموضع (تسامح قطر الفتحة H9، وتسامح الموقع ≤ 0.12 مم) في عملية واحدة. استجابةً للصعوبة في التحكم بالتوازي بين جانبي قرص الفرامل، تم اعتماد تقنية مبتكرة تُعرف بـ"عملية التعويض المتزامن ثنائية العمود". وبجمع بيانات قوة القطع (بدقة ± 0.5٪) واختلاف السرعة لكل من المحورين الأيمن والأيسر بشكل آني، يتم تعديل معدل التغذية تلقائياً (بدقة تعويض 0.001 مم) لضمان التحكم المستقر بالتوازي بين الجانبين ضمن حدود ≤ 0.04 مم. وبالنظر إلى المقاومة العالية والصلابة الكبيرة للحديد الزهر المطيل (FC250)، تحتوي المعدات على قاعدة بيانات داخلية للمواد والعمليات، تقوم تلقائياً بمطابقة معايير القطع (سرعة المحور الرئيسي 1500-2000 دورة/دقيقة، ومعدل التغذية 40-70 مم/دقيقة، وكمية قطع خلفية 1.5-2.5 مم) لتجنب كسر الأداة؛ وفي حالة تبديل أقراص الفرامل لمختلف المركبات (مثل الاختلافات في المواصفات بين الصالونات والمركبات الرياضية متعددة الاستخدامات SUVs)، تدعم المعدات ضبط المعاملات العملية بنقرة واحدة (مع وجود 35 قالباً مدمجاً لمعالجة أقراص الفرامل)، مما يقلل وقت الاستبدال من 1.2 ساعة تقليدياً إلى 10 دقائق.

قرص الفرامل يثبت مرة واحدة
تتوافق نتائج التنفيذ تمامًا مع معايير السلامة الخاصة بكبح السيارات الخفيفة: تم تقليل دورة المعالجة للقطعة الواحدة من 28 دقيقة إلى 16 دقيقة، وازدادت القدرة الإنتاجية اليومية من 320 مجموعة إلى 580 مجموعة؛ ويتم التحكم بشكل مستقر في توازي السطحين للقرص الكابح عند ≤ 0.04 مم، وانحراف الوجه النهائي عند ≤ 0.06 مم، وصل roughness سطح الاحتكاك إلى Ra0.8 ميكرومتر، مما يستوفي تمامًا متطلبات المعيار GB/T 34872-2017 "أقراص كبح السيارات الخفيفة" ومعيار الاتحاد الأوروبي ECE R90؛ كما انخفض معدل عدم تجانس تركيب بطانات الفرامل أثناء الكبح من 18٪ إلى 2.5٪، وانخفضت شكاوى العملاء بشأن الضوضاء غير الطبيعية للكبح بنسبة 92٪؛ وتم تمديد عمر الأداة بنسبة 50٪ (حتى 90-120 قطعة/شفرة) بفضل تحسين التبريد وتعديل المعلمات، ما خفض تكلفة أداة القرص الواحد إلى 14 يوان صيني. وفي الوقت نفسه، تم إلغاء عملية تنظيف الرقاقات يدويًا، ما خفض تكلفة العمالة للقرص الواحد بمقدار 8 يوان صيني؛ ويمكن للوحدة التشخيصية الذكية المثبتة على المعدات جمع بيانات حقيقية مثل درجة حرارة المغزل (بدقة 0.1 ℃)، وحمل التيار (بدقة ± 0.8٪)، وغيرها. وباستخدام خوارزمية تنبؤ ارتداء الأداة، ارتفع معدل الاستخدام الشامل للمعدات من 78٪ إلى 95٪، وتقلص وقت التوقف السنوي بمقدار 320 ساعة.
لقد حل جهاز CK525 بشكل كامل التناقض الأساسي بين 'التحكم الدقيق المتزامن ثنائي الوجه وكفاءة الإنتاج الضخم' لأقراص الفرامل. صرح مدير التصنيع في الشركة: 'إن أقراص الفرامل الخاصة بنا نجحت الآن في اجتياز شهادة PPAP (عملية ت Approval قطعة الإنتاج) لشركات سيارات كبرى مثل فولكسفاجن وتوسوتا، كما تستوفي المتطلبات القصوى للمركبات الكهربائية من حيث أنظمة الفرامل 'منخفضة الضوضاء وذات عمر طويل'. وهذا يشكل أساسًا حيويًا لنا للفوز بطلبيات سنوية من شركات السيارات الرئيسية'. ويؤكد هذا المثال أن مخرطة CNC الرأسية أصبحت المعدة الأساسية لتجاوز العقبات المتعلقة بـ'الدقة الأمنية والكفاءة التكلفة' في مجال تصنيع أقراص فرامل السيارات الصغيرة، وذلك من خلال التعاون العميق بين 'هيكل مزدوج الصمولة الصلب + التحكم المتزامن ثنائي الوجه في الشكل + تخصيص المواد والعمليات'.